Histoire de la microscopie
Les humains ont développé des outils optiques afin d’observer divers objets et formes de vies souvent trop petits pour être examinés à l'œil nu. Il semble difficile de retracer avec certitude qui sont les premiers à avoir utilisé de tels outils, mais les lentilles (loupes) les plus anciennes semblent remonter à 750 avant J-C. Ce n'est donc pas d’hier que nous tentons d’avoir accès au monde de l'infiniment petit. Les lentilles grossissantes ont été employées par les Mésopotamiens, les Romains et dans la Grèce antique. Les premiers écrits sur le sujet datent de l’an 1000 par le mathématicien Ibn al-Haytham. Puis Roger Bacon, un franciscain, rédige vers 1267 Opus majus, qui est une synthèse des recherches liées aux sciences optiques. Il décrit aussi son invention qu’il appelle reading stone, qui en fait est une loupe utilisée par les moines pour effectuer de fines gravures. Peu de temps après, les premières lunettes pour la vue ont fait leur apparition.
Plus tard, deux fabricants de lunettes hollandais, Hans Janssen et son fils Zacharias (vers 1588-1631) auraient eu l’idée de combiner deux lentilles convexes dans un tube afin de pouvoir grossir des petits objets jusqu’à 10 fois. Vers la même époque, en 1609 Galilée (1564-1642) affirme avoir mis au point un “télescope qui verra beaucoup plus distinctement les minuscules particules” qu’il nomme « occhiolino » ce qui veut dire clin d’œil. Ce n’est qu’en 1625 que Faber, membre de l’Académie des Lyncéens de Rome, suggère de désigner cet instrument par le nom « microscopio », ce qui est devenu “microscope” de nos jours. Il est donc difficile d’établir à qui revient la paternité du microscope puisque la première mention de la part de Janssen et de son fils était dans une lettre parvenue à un ami, mais la dite invention n’a été vue que beaucoup plus tard. Il est aussi possible que le microscope ait été “découvert” simultanément par plus d’une personne.
Puis, Antoni van Leeuwenhoek a fabriqué en 1660, un microscope optique afin de compter le nombre de fils dans les tissus qu’il fabriquait. Il commence aussi à observer les micro-organismes dans l’eau. À la même période, le scientifique britannique Robert Hooke met au point l’un des premiers microscopes composés qui permet d’atteindre des grossissements de 50 fois. Dans sa monographie Micrographia, il donne le détail de la fabrication du microscope simple, mais c’est grâce à un instrument composé qu’il a distingué des cavités entourées d’une paroi qu’il a nommé « cellules » dans un échantillon de liège.
Les instruments de microscopie ont beaucoup progressé depuis les premiers balbutiements de ces méthodes d’observation, mais le principe de base demeure le même : observer les petites choses. Cependant, ces techniques se sont souvent développées dans un but précis, pour cerner certaines particularités ou besoin d’un type d'observation particulier, souvent en fonction de la taille de ce qui est à observer. En ce qui concerne l’observation d’arthropodes (insectes, arachnides, crustacés et myriapodes) l’instrument le plus employé pour l'observation est le stéréoscope.
Dans la bande dessinée, Matt anticipe le moment où il pourra examiner ses captures au stéréoscope (figure 1) parce que sur le terrain, il n’est pas possible d’identifier les espèces. Il est possible de reconnaître les grands groupes (famille, ordre, etc), mais c'est au stéréoscope que la véritable accession aux données se produit. En effet, pour arriver à faire une identification, il est souvent nécessaire d’examiner les pièces génitales pour déterminer une espèce avec certitude.
L’identification des être vivants se fait surtout par l’observation de caractères qui permettent de les reconnaître. C’est pourquoi les stéréoscopes et microscopes de tout acabit sont encore très courants. Toutefois, depuis 30 ans, on utilise aussi les caractères que procurent l’ADN pour déterminer les espèces; chaque espèce sur Terre possède un signature génétique qui est unique. À l’aide du séquençage de l’ADN grâce à la technique du PCR, il est maintenant possible d’établir un profil génétique à partir d’une quantité infime de matière vivante, ce qui permet non seulement son identification, mais le degré de parenté avec les autres êtres vivants.
Stéréoscope
Cet instrument a pour principale caractéristique de donner une image par stéréoscopie, ce qui veut dire qu’il est possible de percevoir la profondeur de ce qu’on observe. La perception de la troisième dimension est possible parce que les deux oculaires ne donnent pas exactement la même image de ce qui est à observer; cette légère différence permet à notre cerveau de construire une image en y mettant une profondeur. De la même façon qu’avec une observation à l'aide de nos deux yeux, nous pouvons percevoir une profondeur dans ce qui nous entoure parce que chacun des yeux ne donne pas exactement la même image. La distance entre nos deux yeux suffit pour donner deux images légèrement différentes et c’est grâce à cette différence que nous interprétons la profondeur. Si on se cache un œil (avec une main par exemple), on ne voit plus qu’en deux dimensions. C’est le principe de base du stéréoscope; cet outil réussit à nous transmettre deux images légèrement différentes, ce qui nous permet de percevoir le tout en trois dimensions. Toutefois c’est aussi ce qui cause le fait qu’il n’est pas possible d’aller à un très grand grossissement. Les meilleurs stéréoscopes qui existent sur le marché permettent de grossir jusqu’à 160 fois (figure 2), ce qui est beaucoup moins que les microscopes, qui peuvent aller à des grossissements plus grands, mais ne permettent de voir qu’en deux dimensions. Le microscope sera alors utilisé pour l’observation d’arthropodes, mais habituellement pour les très petites bestioles (acariens, certaines larves) ou pour observer des structures en détail ou la disposition des soies (chaetotaxie).
Microscope
Le microscope est un instrument qui permet de plus forts grossissements que le stéréoscope, mais ne permet pas la perception de la troisième dimension. Bien qu'il y ait souvent deux oculaires sur les microscopes, l’image produite est identique dans chacun des oculaires, ce qui ne permet pas la perception de la troisième dimension. Dans sa version optique la plus simple, il permet de grossir de 40 à 1000 fois en utilisant divers objectifs. Dans certains cas, une préparation entre lame et lamelle de verre permettant une coloration du spécimen qui sera maintenu dans un médium de montage sera nécessaire. À cette échelle de grossissement, on observe surtout les cellules et/ou certaines structures cellulaires comme le noyau par exemple, ce qui est en général plus petit que ce que demande l’observation et l’identification d’arthropodes.
Auteur : Pierre Paquin
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